CN115335745A - 变焦透镜以及摄像装置 - Google Patents

Abstract

本公开的变焦透镜从物体侧向像面侧依次包括：第1透镜群，具有正的折射力；第2透镜群，具有负的折射力；第3透镜群，具有正的折射力；第4透镜群，具有负的折射力；以及后续群，具有至少1个透镜群，在从广角端向望远端变焦时，至少移动到第1透镜群、第3透镜群以及物体侧，满足以下的条件式。0.23<D1/ft<0.8……(1)2.5<D1/D3<10……(2)1.2<(Lw/BFw)/(ft/fw)<2.2……(3)。

Description

变焦透镜以及摄像装置

技术领域

本公开涉及例如适于能够安装于无反数码相机的更换透镜的变焦透镜以及具备这样的变焦透镜的摄像装置。

背景技术

近年来，透镜更换式数码相机系统的小型化发展了起来。特别是，被称为无反数码相机的在相机主体内不具有快速回位镜(quick return mirror)的透镜更换式数码相机系统相对于以往的单反式相机，能够更加小型化而得到普及。与相机的小型化相匹配地，安装于无反数码相机的更换透镜也要求小型化。特别是，望远变焦透镜一般而言光学整体长度长，为了提高可移动性，对小型化的请求高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017－207730号公报

专利文献2：日本特开2014－16601号公报

发明内容

为了使安装于无反数码相机的望远变焦透镜变小型化，重要的是设为后焦距短、广角端处的光学整体长度短的透镜结构。

最好提供后焦距短、广角端处的光学整体长度短的变焦透镜以及搭载有这样的变焦透镜的摄像装置。

本公开的一个实施方式提供一种变焦透镜，从物体侧向像面侧依次包括：第1透镜群，具有正的折射力；第2透镜群，具有负的折射力；第3透镜群，具有正的折射力；第4透镜群，具有负的折射力；以及后续群，具有至少1个透镜群，在从广角端向望远端变焦时，至少第1透镜群和第3透镜群向物体侧移动，满足以下的条件式，

0.23<D1/ft<0.8……(1)

2.5<D1/D3<10……(2)

1.2<(Lw/BFw)/(ft/fw)<2.2……(3)

其中，设为

D1：从广角端向望远端变焦时的第1透镜群的移动量，

D3：从广角端向望远端变焦时的第3透镜群的移动量，

ft：望远端处的整个系统的焦点距离，

fw：广角端处的整个系统的焦点距离，

Lw：广角端处的光学整体长度、即广角端处的第1透镜群的最靠物体侧的面至像面的距离，

BFw：广角端处的后焦距、即广角端处的最靠像面侧的面至像面的空气换算长度。

本公开的一个实施方式提供一种摄像装置，包括：变焦透镜；以及摄像元件，输出与由变焦透镜形成的光学像相应的摄像信号，由上述本公开的一个实施方式的变焦透镜构成变焦透镜。

在本公开的一个实施方式的变焦透镜或者摄像装置中，作为整体而包括5个以上的透镜群，以后焦距短、能够缩短广角端处的光学整体长度的方式实现各透镜群的结构的最佳化。

附图说明

图1是示出本公开的一个实施方式的变焦透镜的第1结构例(实施例1)的透镜剖视图。

图2是示出一个实施方式的变焦透镜的第2结构例(实施例2)的透镜剖视图。

图3是示出一个实施方式的变焦透镜的第3结构例(实施例3)的透镜剖视图。

图4是示出一个实施方式的变焦透镜的第4结构例(实施例4)的透镜剖视图。

图5是示出实施例1的变焦透镜的广角端且无限远对焦时的各像差的像差图。

图6是示出实施例1的变焦透镜的中间焦点距离且无限远对焦时的各像差的像差图。

图7是示出实施例1的变焦透镜的望远端且无限远对焦时的各像差的像差图。

图8是示出实施例2的变焦透镜的广角端且无限远对焦时的各像差的像差图。

图9是示出实施例2的变焦透镜的中间焦点距离且无限远对焦时的各像差的像差图。

图10是示出实施例2的变焦透镜的望远端且无限远对焦时的各像差的像差图。

图11是示出实施例3的变焦透镜的广角端且无限远对焦时的各像差的像差图。

图12是示出实施例3的变焦透镜的中间焦点距离且无限远对焦时的各像差的像差图。

图13是示出实施例3的变焦透镜的望远端且无限远对焦时的各像差的像差图。

图14是示出实施例4的变焦透镜的广角端且无限远对焦时的各像差的像差图。

图15是示出实施例4的变焦透镜的中间焦点距离且无限远对焦时的各像差的像差图。

图16是示出实施例4的变焦透镜的望远端且无限远对焦时的各像差的像差图。

图17是示出摄像装置的一个结构例的框图。

图18是示出车辆控制系统的概略结构的一个例子的框图。

图19是示出车外信息检测部以及摄像部的设置位置的一个例子的说明图。

图20是示出内视镜手术系统的概略结构的一个例子的结构图。

图21是示出图20所示的摄像头以及CCU的功能结构的一个例子的框图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细地说明本公开的实施方式。此外，说明按照以下的顺序进行。

0.比较例

1.透镜的基本结构

2.作用及效果

3.向摄像装置的应用例

4.透镜的数值实施例

5.应用例

6.其它实施方式

<0.比较例>

在专利文献1、2中分别提出了从物体侧向像面侧依次具备具有正、负、正的折射力的透镜群，作为整体而由5群以上构成的所谓的正引导型的望远变焦透镜。

在此，为了使安装于无反数码相机的望远变焦透镜小型化，重要的是设为后焦距短、广角端处的光学整体长度短的透镜结构。

专利文献1所记载的望远变焦透镜是后焦距长的结构。因此，是难以有效利用配置于最靠像面侧的透镜至像面的距离(后焦距)比以往的反光相机系统短这样的无反相机系统的优点的结构。

专利文献2所记载的望远变焦透镜是后焦距短、能够有效利用无反相机系统的优点的结构，但各透镜群的折射力的配置未被充分地最佳化，所以难以缩短光学整体长度。

因而，期望开发后焦距短、广角端处的光学整体长度短的变焦透镜以及搭载有这样的变焦透镜的摄像装置。

<1.透镜的基本结构>

图1示出了本公开的一个实施方式的变焦透镜的第1结构例，相当于后述实施例1的结构。图2示出了一个实施方式的变焦透镜的第2结构例，相当于后述实施例2的结构。图3示出了一个实施方式的变焦透镜的第3结构例，相当于后述实施例3的结构。图4示出了一个实施方式的变焦透镜的第4结构例，相当于后述实施例4的结构。

在图1等中，Z1表示光轴。也可以在第1至第4结构例的变焦透镜1～4与像面之间，配置摄像元件保护用的罩玻璃等光学构件。另外，除了罩玻璃之外，还可以配置低通滤波器、红外截止滤波器等各种光学滤波器。

以下，将本公开的一个实施方式的变焦透镜的结构适当地与图1等所示的各结构例的变焦透镜1～4对应起来进行说明，但本公开的技术并不限定于图示出的结构例。

一个实施方式的变焦透镜沿着光轴Z1，从物体侧向像面侧依次包括第1透镜群GR1、第2透镜群GR2、第3透镜群GR3、第4透镜群GR4以及后续群GRS。

第1透镜群GR1作为整体而具有正的折射力。第2透镜群GR2作为整体而具有负的折射力。第3透镜群GR3作为整体而具有正的折射力。第4透镜群GR4作为整体而具有负的折射力。后续群GRS具有至少1个透镜群。

一个实施方式的变焦透镜在从广角端向望远端变焦时，沿着光轴Z1至少第1透镜群GR1和第3透镜群GR3向物体侧移动。此外，在图1～图4中，示出了广角端且无限远对焦时的透镜配置。在图1～图4中，用箭头表示从广角端向望远端变焦时的各透镜群的移动轨迹的概要。

另外，一个实施方式的变焦透镜满足以下的条件式(1)～(3)。

0.23<D1/ft<0.8……(1)

2.5<D1/D3<10……(2)

1.2<(Lw/BFw)/(ft/fw)<2.2……(3)

其中，设为

D1：从广角端向望远端变焦时的第1透镜群GR1的移动量

D3：从广角端向望远端变焦时的第3透镜群GR3的移动量

ft：望远端处的整个系统的焦点距离

fw：广角端处的整个系统的焦点距离

Lw：广角端处的光学整体长度、即广角端处的第1透镜群GR1的最靠物体侧的面至像面的距离

BFw：广角端处的后焦距、即广角端处的最靠像面侧的面至像面的空气换算长度。

除此之外，一个实施方式的变焦透镜最好还满足后述预定的条件式等。

<2.作用及效果>

接下来，说明本公开的一个实施方式的变焦透镜的作用以及效果。一并说明本公开的一个实施方式的变焦透镜中的更期望的结构。

此外，本说明书所记载的效果仅仅是例示，并不被限定，也可以另外具有其它效果。

根据一个实施方式的变焦透镜，作为整体而包括5个以上的透镜群，实现各透镜群的结构的最佳化，所以能够实现后焦距短、广角端处的光学整体长度短的变焦透镜以及摄像装置。另外，适当地规定在变焦时移动的透镜群的移动量的关系，并且适当地设定各透镜群的折射力配置，从而后焦距短、缩短广角端处的光学整体长度，并在整个变焦区域以及整个物体距离，能够容易地得到高的光学性能。由此，例如能够实现适于能够安装于无反数码相机的更换透镜的紧凑的变焦透镜。

根据一个实施方式的变焦透镜，作为整体而包括5个以上的透镜群，且适度地增大第1透镜群GR1的移动量，另外，通过使第1透镜群GR1的移动量和第3透镜群GR3的移动量最佳化，能够缩短广角端处的光学整体长度，有利于产品整体长度。特别是，满足条件式(1)～(3)，从而能够良好地校正各像差，且能够缩短广角端处的光学整体长度。

条件式(1)是规定望远端的无限远对焦时的整个系统的焦点距离与从广角端向望远端变焦时的第1透镜群GR1的移动量之比的公式。当低于条件式(1)的下限值时，变焦时的第3透镜群GR3的移动量变大，在广角端、需要将用于第3透镜群GR3移动的空间确保得大。因此，无法充分地缩短光学整体长度，产品整体长度的缩短效果变小。当超过条件式(1)的上限值时，第1透镜群GR1的移动量变得过大，所以在望远端，孔径光阑St与第1透镜群GR1的距离变得过长。因此，第1透镜群GR1的有效直径增大。另外，成为多级可伸缩，在径向上变臃肿，作为产品难以保持紧凑性。

此外，为了更良好地实现上述条件式(1)的效果，特别是，根据产品的小型化的观点，最好将条件式(1)的数值范围设定成下述条件式(1A)那样。进而，更好的是，可以设定成下述条件式(1B)那样。

0.23<D1/ft<0.5……(1A)

0.23<D1/ft<0.36……(1B)

条件式(2)是规定从广角端向望远端变焦时的第1透镜群GR1的移动量与从广角端向望远端变焦时的第3透镜群GR3的移动量之比的公式。当低于条件式(2)的下限值时，第3透镜群GR3的移动量变大，所以难以缩短广角端处的光学整体长度。当超过条件式(2)的上限值时，第3透镜群GR3的折射力变得过强，所以难以进行各像差的校正、特别是球面像差的校正。另外，望远端处的光学整体长度与广角端处的光学整体长度之差变大，难以保持紧凑性。

此外，在将一个实施方式的变焦透镜设为例如变焦比3倍左右的望远变焦透镜的情况下，根据作为产品的小型化的观点，更好的是将条件式(2)的数值范围设定成下述条件式(2A)那样。进而，更好的是，可以设定成下述条件式(2B)那样。

2.5<D1/D3<8.0……(2A)

2.5<D1/D3<6.0……(2B)

条件式(3)是规定广角端处的光学整体长度与广角端处的后焦距的比率以及与变焦比的比率的公式。通过满足条件式(3)，能够在维持将变焦比保持为3倍左右的状态下，良好地校正各像差，并实现小型化。此外，条件式(3)中的后焦距实质上设为除掉罩玻璃、滤波器等不具有折射力的光学要素后的空气换算长度。在低于条件式(3)的下限值的情况下，广角端处的后焦距变长，不适于无反相机。另外，变焦比也变小，作为产品是不优选的。在超过条件式(3)的上限值的情况下，变焦比变大，难以在良好地校正各像差的同时，实现小型化。

另外，一个实施方式的变焦透镜在从广角端向望远端变焦时，第1透镜群GR1、第2透镜群GR2以及第3透镜群GR3中的至少第1透镜群GR1和第3透镜群GR3向物体侧移动，最好满足以下的条件式(4)。

－0.003<D2/|f2|<0.026……(4)

其中，设为

D2：从广角端向望远端变焦时的第2透镜群GR2的移动量

f2：第2透镜群GR2的焦点距离。

条件式(4)是规定从广角端向望远端变焦时的第2透镜群GR2的移动量的公式。当低于条件式(4)的下限值时，难以在良好地校正各像差的同时增大变焦比。当超过条件式(4)的上限值时，第2透镜群GR2的移动量变大，成为第1透镜群GR1和第2透镜群GR2的多级可伸缩，难以保持产品的紧凑性。

此外，在一个实施方式的变焦透镜中，为了简化机械构造，使产品变小型化，更好的是将条件式(4)设定成下述条件式(4A)那样。即，最好在变焦时将第2透镜群GR2设为固定群。

D2＝0……(4A)

另外，在一个实施方式的变焦透镜中，最好是第1透镜群GR1包括1片负透镜和1片正透镜，最靠物体侧的透镜面使凸面朝向物体侧。通过设为这样的结构，根据产品整体长度和重量的观点是有利的。另外，在设为最靠物体侧的透镜面使凹面朝向物体侧的结构的情况下，通过了最靠物体侧的透镜面之后的光线直径变大，特别是难以良好地校正广角端处的像散、彗差。另外，第2透镜群GR2以后的透镜直径变大，根据小型化的观点是不优选的。

另外，一个实施方式的变焦透镜最好第1透镜群GR1具有满足以下的条件式(5)的正透镜。

νg1p>60……(5)

其中，设为

νg1p：第1透镜群GR1中的正透镜的阿贝值。

另外，在一个实施方式的变焦透镜中，最好是第1透镜群GR1在最靠物体侧具有负透镜。

在望远变焦透镜中，仅在第1透镜群GR1中，轴上光线直径大，难以由第2透镜群GR2以后校正在第1透镜群GR1中产生的像差。因此，某个程度上需要在第1透镜群GR1内校正像差。特别是关于色像差，最好将如满足条件式(5)那样的低色散的材料用于正透镜。另外，一般而言低色散的材料的耐久性低，所以通过在物体侧配置负透镜，能够在后面的透镜中使用低色散的材料，还能够同时良好地校正轴上色像差。当低于条件式(5)的下限值时，各像差特别是轴上色像差的校正变得不充分。当为了校正各像差而进一步追加透镜的片数时，第1透镜群GR1自身变大，难以保持紧凑性。另外，第1透镜群GR1的透镜最大，所以对重量的影响也大。因此，通过追加透镜的片数，从而难以实现轻型化。

此外，为了更良好地实现上述条件式(5)的效果，最好将条件式(5)的数值范围设定成下述条件式(5A)那样。

νg1p>67……(5A)

另外，一个实施方式的变焦透镜最好满足以下的条件式(6)。

0<f1/|f4|<1.5……(6)

其中，设为

f1：第1透镜群GR1的焦点距离

f4：第4透镜群GR4的焦点距离。

条件式(6)规定了第1透镜群GR1的焦点距离与第4透镜群GR4的焦点距离之比。通过满足条件式(6)，从而能够更好地校正各像差，并使变焦比变得比较大。在超过条件式(6)的上限值的情况下，第1透镜群GR1的折射力变弱，难以进行各像差的校正、特别是球面像差的校正。在低于条件式(6)的下限值的情况下，第1透镜群GR1的折射力变强，难以进行各像差的校正、特别是球面像差的校正。

另外，在一个实施方式的变焦透镜的后续群GRS中，最好至少1个透镜群中的配置于最靠像面侧的透镜群具有至少1片正透镜和至少1片负透镜。通过设为这样的结构，能够进行各像差、特别是倍率色像差、彗差的校正，作为结果，对于光学整体长度的缩短也是有利的。

另外，在一个实施方式的变焦透镜中，最好配置于最靠像面侧的透镜群在最靠像面侧具有负透镜。通过将负透镜配置于像面侧，能够缩短出射光瞳，能够实现适于无反相机的小型化。

另外，在一个实施方式的变焦透镜中，后续群GRS也可以如图4所示的第4结构例那样是包括第5透镜群GR5和第6透镜群GR6的结构(变焦透镜作为整体而是6群结构)。

另外，在一个实施方式的变焦透镜中，后续群GRS例如也可以如图1所示的第1结构例以及图2所示的第2结构例那样是包括第5透镜群GR5、第6透镜群GR6以及第7透镜群GR7的结构(变焦透镜作为整体而是7群结构)。

另外，在一个实施方式的变焦透镜中，后续群GRS也可以如图3所示的第3结构例那样是包括第5透镜群GR5的结构(变焦透镜作为整体而5群结构)。

<3.向摄像装置的应用例>

接下来，说明本公开的一个实施方式的变焦透镜的具体的向摄像装置的应用例。

图17示出了应用一个实施方式的变焦透镜的摄像装置100的一个结构例。该摄像装置100例如是数字静态相机，具备相机块10、相机信号处理部20、图像处理部30、LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)40、R/W(读取器/写入器)50、CPU(CentralProcessing Unit，中央处理单元)60、输入部70以及透镜驱动控制部80。

相机块10承担摄像功能，具有包括摄像透镜11的变焦透镜、CCD(Charge CoupledDevices，电荷耦合器件)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)等摄像元件12。摄像元件12将由摄像透镜11形成的光学像变换为电信号，从而输出与光学像相应的摄像信号(图像信号)。作为摄像透镜11，能够应用图1～图4所示的各结构例的变焦透镜1～4。

相机信号处理部20对从摄像元件12输出的图像信号进行模拟－数字变换、噪声去除、图像质量校正、向亮度及色差信号的变换等各种信号处理。

图像处理部30进行图像信号的记录重放处理，进行基于预定的图像数据格式的图像信号的压缩编码及解压解码化处理、分辨率等数据规格的变换处理等。

LCD40具有显示用户针对输入部70的操作状态、拍摄到的图像等各种数据的功能。R/W50进行由图像处理部30编码的图像数据向存储卡1000的写入以及记录于存储卡1000的图像数据的读出。存储卡1000例如是相对于与R/W50连接的槽能够装卸的半导体存储器。

CPU60作为控制设置于摄像装置100的各电路块的控制处理部发挥功能，根据来自输入部70的指示输入信号等来控制各电路块。输入部70包括由用户进行所需的操作的各种开关等。输入部70例如包括用于进行快门操作的快门释放按钮、用于选择动作模式的选择开关等，将与由用户进行的操作相应的指示输入信号输出到CPU60。透镜驱动控制部80控制配置于相机块10的透镜的驱动，根据来自CPU60的控制信号来控制驱动摄像透镜11的各透镜的未图示的马达等。

以下，说明摄像装置100中的动作。

在拍摄的待机状态中，在由CPU60进行的控制之下，在相机块10中拍摄到的图像信号经由相机信号处理部20被输出到LCD40，作为相机直显图像而显示。另外，例如，当输入来自输入部70的用于变焦、聚焦的指示输入信号时，CPU60将控制信号输出到透镜驱动控制部80，摄像透镜11的预定的透镜根据透镜驱动控制部80的控制移动。

当利用来自输入部70的指示输入信号使相机块10的未图示的快门动作时，拍摄到的图像信号从相机信号处理部20输出到图像处理部30而被进行压缩编码处理，变换为预定的数据格式的数字数据。变换后的数据被输出到R/W50，写入到存储卡1000。

此外，聚焦例如通过如下方式进行：在输入部70的快门释放按钮被半按下的情况、为了记录(拍摄)而被全按下的情况等下，透镜驱动控制部80根据来自CPU60的控制信号使摄像透镜11的预定的透镜移动。

在重放记录于存储卡1000的图像数据的情况下，根据针对输入部70的操作，由R/W50从存储卡1000读出预定的图像数据，在由图像处理部30进行解压解码化处理之后，重放图像信号被输出到LCD40而显示重放图像。

此外，在上述实施方式中，示出了将摄像装置应用于数字静态相机等的例子，但摄像装置的应用范围不限于数字静态相机，能够应用于其它各种摄像装置。例如，能够应用于数字单反式相机、数字无反光相机、数字视频相机以及监视相机等。另外，能够作为内置有相机的便携电话、内置有相机的信息终端等数字输入输出设备的相机部等广泛应用。另外，还能够应用于透镜更换式的相机。

[实施例]

<4.透镜的数值实施例>

接下来，说明本公开的一个实施方式的变焦透镜的具体的数值实施例。在此，说明将具体的数值应用于图1～图4所示的各结构例的变焦透镜1～4的实施例。

此外，关于在以下的各表、说明中示出的记号的含义等，如下述所示那样。“Si”表示以从最靠物体侧起依次增加的方式附加符号的第i个面的编号。“ri”表示第i个面的近轴的曲率半径的值(mm)。“di”表示第i个面与第i+1个面之间的光轴上的间隔的值(mm)。“ndi”表示具有第i个面的光学要素的材质相对于d线(波长587.6nm)的折射率的值。“νdi”表示具有第i个面的光学要素的材质的d线处的阿贝值的值。

表示第i个面的有效直径的值(mm)。“ri”的值为“∞”的部分表示平面或者光阑面等。面编号(Si)这栏的“ASP”表示该面由非球面形状构成。面编号这栏的“STO”表示在该当位置处配置有孔径光阑St。面编号这栏的“OBJ”表示该面是物体面。面编号这栏的“IMG”表示该面是像面。“f”表示整个系统的焦点距离(单位：mm)。“Fno”表示开放F值(F数)。“ω”表示全视场角(单位：°)。“Y”表示像高(单位：mm)。“L”表示光学整体长度(最靠物体侧的面至像面的光轴上的距离)(单位：mm)。“BF”表示后焦距(单位：mm)。

另外，作为在各实施例中使用的透镜，有透镜面由非球面构成的透镜。非球面形状通过以下的公式定义。此外，在示出后述非球面系数的各表中，“E－i”表示以10为底的指数表达、即“10^－i”，例如，“0.12345E－05”表示“0.12345×10^－5”。

(非球面的公式)

x＝cy²/(1+(1－(1+k)y²c²)^1/2)+A⁴·y⁴+A⁶·y⁶+A⁸·y⁸+A¹⁰·y¹⁰+A¹²·y¹²

在此，将从透镜面的顶点起光轴方向的距离(下垂量)设为“x”，将与光轴垂直的方向的高度设为“y”，将透镜面的顶点处的近轴曲率(曲率半径的倒数)设为“c”，将圆锥(conical)常数设为“k”。A4、A6、A8、A10以及A12分别是第4次、第6次、第8次、第10次以及第12次的非球面系数。

[在各实施例中共同的结构]

应用以下的实施例1～4的变焦透镜1～4都是满足上述<1.透镜的基本结构>的结构。

即，变焦透镜1～4都从物体侧向像面侧依次包括第1透镜群GR1、第2透镜群GR2、第3透镜群GR3、第4透镜群GR4以及后续群GRS。

第1透镜群GR1作为整体而具有正的折射力。第2透镜群GR2作为整体而具有负的折射力。第3透镜群GR3作为整体而具有正的折射力。第4透镜群GR4作为整体而具有负的折射力。后续群GRS具有至少1个透镜群。

变焦透镜1～4都在从广角端向望远端变焦时，至少第1透镜群GR1和第3透镜群GR3向物体侧移动。

[实施例1]

[表1]示出图1所示的实施例1的变焦透镜1的基本的透镜数据。[表2]示出实施例1的变焦透镜1的各透镜群的起始面和焦点距离(单位：mm)。[表3]示出实施例1的变焦透镜1中的整个系统的焦点距离f、F值、全视场角ω、像高Y、光学整体长度L以及后焦距BF的值。此外，[表3]示出关于广角端(Wide)、中间焦点距离(Mid)以及望远端(Tele)各自的无限远对焦时的值。[表4]示出在实施例1的变焦透镜1中变焦时成为可变的面间隔的数据。此外，[表4]示出关于广角端(Wide)、中间焦点距离(Mid)以及望远端(Tele)各自而物体距离(d0)为无限远的情况和近距离的情况下的值。[表5]示出实施例1的变焦透镜1中的表示非球面的形状的系数的值。

在实施例1的变焦透镜1中，后续群GRS从物体侧向像面侧依次包括具有正的折射力的第5透镜群GR5、具有负的折射力的第6透镜群GR6以及具有负的折射力的第7透镜群GR7。实施例1的变焦透镜1作为整体而是7群结构。

第1透镜群GR1从物体侧向像面侧依次包括透镜L11和透镜L12。透镜L11和透镜L12是接合透镜。透镜L11是使凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜。透镜L121是双凸形状的正透镜。

第2透镜群GR2从物体侧向像面侧依次包括透镜L21～透镜L25。透镜L21和透镜L22是接合透镜。透镜L24和透镜L25是接合透镜。透镜L21是使凸面朝向物体侧的弯月形状的正透镜。透镜L22是双凹形状的负透镜。透镜L23是使凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜。透镜L24是双凹形状的负透镜。透镜L25是双凸形状的正透镜。

第3透镜群GR3从物体侧向像面侧依次包括透镜L31和透镜L32。透镜L31和透镜L32是接合透镜。透镜L31是使凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜。透镜L32是双凸形状的正透镜。

第4透镜群GR4从物体侧向像面侧依次包括透镜L41和透镜L42。透镜L41是使凹面朝向物体侧的弯月形状的负透镜。透镜L42是双凸形状的正透镜。

第5透镜群GR5从物体侧向像面侧依次包括透镜L51～透镜L54。透镜L52和透镜L53是接合透镜。透镜L51是使凹面朝向物体侧的弯月形状的正透镜。透镜L52是双凹形状的负透镜。透镜L53是双凸形状的正透镜。透镜L54是双凸形状的正透镜。

第6透镜群GR6从物体侧向像面侧依次包括透镜L61和透镜L62。透镜L61和透镜L62是接合透镜。透镜L61是双凸形状的正透镜。透镜L62是双凹透镜形状的负透镜。

第7透镜群GR7从物体侧向像面侧依次包括透镜L71～透镜L73。透镜L71和透镜L72是接合透镜。透镜L71是双凸形状的正透镜。透镜L72是双凹透镜形状的负透镜。透镜L73是双凹透镜形状的负透镜。

实施例1的变焦透镜1在从广角端向望远端变焦时，第1透镜群GR1、第3透镜群GR3、第4透镜群GR4、第5透镜群GR5以及第6透镜群GR6向物体侧移动。

在聚焦时，第4透镜群GR4和第6透镜群GR6设为运行群。在物体距离从无限远向近距离聚焦时，第4透镜群GR4向物体侧移动，第6透镜群GR6移动到像面侧。

孔径光阑St配置于第3透镜群GR3与第4透镜群GR4之间。孔径光阑St在从广角端向望远端变焦时，与第3透镜群GR3一起向物体侧移动。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

[表5]

图5示出实施例1的变焦透镜1的广角端且无限远对焦时的各像差。图6示出实施例1的变焦透镜1的中间焦点距离且无限远对焦时的各像差。图7示出实施例1的变焦透镜1的望远端且无限远对焦时的各像差。图5至图7作为各像差而示出球面像差、像散(像面弯曲)以及畸变像差。在这些各像差图中示出以d线(587.56nm)为基准波长的像差。在球面像差图中，还示出与g线(435.84nm)以及C线(656.27nm)相对的像差。在像散图中，S表示弧矢像面，T表示切向像面处的值。关于以后的其它实施例中的像差图也相同。

从各像差图可知，实施例1的变焦透镜1的各像差被良好地校正，具有优良的成像性能。

[实施例2]

[表6]示出图2所示的实施例2的变焦透镜2的基本的透镜数据。[表7]示出实施例2的变焦透镜2的各透镜群的起始面和焦点距离(单位：mm)。[表8]示出实施例2的变焦透镜2中的整个系统的焦点距离f、F值、全视场角ω、像高Y、光学整体长度L以及后焦距BF的值。此外，[表8]示出关于广角端(Wide)、中间焦点距离(Mid)以及望远端(Tele)各自的无限远对焦时的值。在[表9]示出实施例2的变焦透镜2中变焦时成为可变的面间隔的数据。此外，[表9]示出关于广角端(Wide)、中间焦点距离(Mid)以及望远端(Tele)各自而物体距离(d0)为无限远的情况和近距离的情况下的值。[表10]示出实施例2的变焦透镜2中的表示非球面的形状的系数的值。

在实施例2的变焦透镜2中，后续群GRS从物体侧向像面侧依次包括具有正的折射力的第5透镜群GR5、具有负的折射力的第6透镜群GR6以及具有负的折射力的第7透镜群GR7。实施例2的变焦透镜2作为整体而是7群结构。

第1透镜群GR1从物体侧向像面侧依次包括透镜L11和透镜L12。透镜L11和透镜L12是接合透镜。透镜L11是使凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜。透镜L121是双凸形状的正透镜。

第2透镜群GR2从物体侧向像面侧依次包括透镜L21～透镜L23。透镜L22和透镜L23是接合透镜。透镜L21是双凹形状的负透镜。透镜L22是双凹形状的负透镜。透镜L23是双凸形状的正透镜。

第3透镜群GR3从物体侧向像面侧依次包括透镜L31和透镜L32。透镜L31和透镜L32是接合透镜。透镜L31是使凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜。透镜L32是双凸形状的正透镜。

第4透镜群GR4从物体侧向像面侧依次包括透镜L41和透镜L42。透镜L41是使凹面朝向物体侧的弯月形状的负透镜。透镜L42是使凸面朝向物体侧的弯月形状的正透镜。

第5透镜群GR5从物体侧向像面侧依次包括透镜L51～透镜L54。透镜L52和透镜L53是接合透镜。透镜L51是使凹面朝向物体侧的弯月形状的正透镜。透镜L52是使凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜。透镜L53是使凸面朝向物体侧的弯月形状的正透镜。透镜L54是双凸形状的正透镜。

第6透镜群GR6从物体侧向像面侧依次包括透镜L61和透镜L62。透镜L61和透镜L62是接合透镜。透镜L61是双凸形状的正透镜。透镜L62是双凹透镜形状的负透镜。

第7透镜群GR7从物体侧向像面侧依次包括透镜L71～透镜L73。透镜L71和透镜L72是接合透镜。透镜L71是双凸形状的正透镜。透镜L72是双凹透镜形状的负透镜。透镜L73是使凹面朝向物体侧的弯月形状的负透镜。

实施例2的变焦透镜2在从广角端向望远端变焦时，第1透镜群GR1、第3透镜群GR3、第4透镜群GR4、第5透镜群GR5、第6透镜群GR6以及第7透镜群GR7向物体侧移动。

在聚焦时，第4透镜群GR4和第6透镜群GR6设为运行群。在物体距离从无限远向近距离聚焦时，第4透镜群GR4向物体侧移动，第6透镜群GR6移动到像面侧。

孔径光阑St配置于第2透镜群GR2与第3透镜群GR3之间。孔径光阑St在从广角端向望远端变焦时，与第3透镜群GR3一起向物体侧移动。

[表6]

[表7]

[表8]

[表9]

[表10]

图8示出实施例2的变焦透镜2的广角端且无限远对焦时的各像差。图9示出实施例2的变焦透镜2的中间焦点距离且无限远对焦时的各像差。图10示出实施例2的变焦透镜2的望远端且无限远对焦时的各像差。

从各像差图可知，实施例2的变焦透镜2的各像差被良好地校正，具有优良的成像性能。

[实施例3]

[表11]示出图3所示的实施例3的变焦透镜3的基本的透镜数据。[表12]示出实施例3的变焦透镜3的各透镜群的起始面和焦点距离(单位：mm)。[表13]示出实施例3的变焦透镜3中的整个系统的焦点距离f、F值、全视场角ω、像高Y、光学整体长度L以及后焦距BF的值。此外，[表13]示出关于广角端(Wide)、中间焦点距离(Mid)以及望远端(Tele)各自的无限远对焦时的值。[表14]示出在实施例3的变焦透镜3中变焦时成为可变的面间隔的数据。此外，[表14]示出关于广角端(Wide)、中间焦点距离(Mid)以及望远端(Tele)各自而物体距离(d0)为无限远的情况和近距离的情况下的值。[表15]示出实施例3的变焦透镜3中的表示非球面的形状的系数的值。

在实施例3的变焦透镜3中，后续群GRS包括具有负的折射力的第5透镜群GR5。实施例3的变焦透镜3作为整体而是5群结构。

第1透镜群GR1从物体侧向像面侧依次包括透镜L11和透镜L12。透镜L11和透镜L12是接合透镜。透镜L11是使凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜。透镜L121是双凸形状的正透镜。

第2透镜群GR2从物体侧向像面侧依次包括透镜L21～透镜L23。透镜L22和透镜L23是接合透镜。透镜L21是双凹形状的负透镜。透镜L22是双凹形状的负透镜。透镜L23是双凸形状的正透镜。

第3透镜群GR3从物体侧向像面侧依次包括透镜L31～透镜L38。透镜L31和透镜L32是接合透镜。透镜L36和透镜L37是接合透镜。透镜L31是使凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜。透镜L32是双凸形状的正透镜。透镜L33是使凹面朝向物体侧的弯月形状的负透镜。透镜L34是使凸面朝向物体侧的弯月形状的正透镜。透镜L35是使凸面朝向物体侧的弯月形状的正透镜。透镜L36是使凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜。透镜L37是双凸形状的正透镜。透镜L38是使凸面朝向物体侧的弯月形状的正透镜。

第4透镜群GR4从物体侧向像面侧依次包括透镜L41和透镜L42。透镜L41和透镜L42是接合透镜。透镜L41是双凸形状的正透镜。透镜L42是双凹透镜形状的负透镜。

第5透镜群GR5从物体侧向像面侧依次包括透镜L51～透镜L53。透镜L51和透镜L52是接合透镜。

透镜L51是使凸面朝向物体侧的弯月形状的正透镜。透镜L52是使凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜。透镜L53是使凹面朝向物体侧的弯月形状的负透镜。

实施例3的变焦透镜3在从广角端向望远端变焦时，第1透镜群GR1、第2透镜群GR2、第3透镜群GR3、第4透镜群GR4以及第5透镜群GR5向物体侧移动。

在聚焦时，第4透镜群GR4设为运行群。在物体距离从无限远向近距离聚焦时，第4透镜群GR4移动到像面侧。

孔径光阑St配置于第2透镜群GR2与第3透镜群GR3之间。孔径光阑St在从广角端向望远端变焦时，与第3透镜群GR3一起向物体侧移动。

[表11]

[表12]

[表13]

[表14]

[表15]

图11示出实施例3的变焦透镜3的广角端且无限远对焦时的各像差。图12示出实施例3的变焦透镜3的中间焦点距离且无限远对焦时的各像差。图13示出实施例3的变焦透镜3的望远端且无限远对焦时的各像差。

从各像差图可知，实施例3的变焦透镜3的各像差被良好地校正，具有优良的成像性能。

[实施例4]

[表16]示出图4所示的实施例4的变焦透镜4的基本的透镜数据。[表17]示出实施例4的变焦透镜4的各透镜群的起始面和焦点距离(单位：mm)。[表18]示出实施例4的变焦透镜4中的整个系统的焦点距离f、F值、全视场角ω、像高Y、光学整体长度L以及后焦距BF的值。此外，[表18]示出关于广角端(Wide)、中间焦点距离(Mid)以及望远端(Tele)各自的无限远对焦时的值。在[表19]示出实施例4的变焦透镜4中变焦时成为可变的面间隔的数据。此外，[表19]示出关于广角端(Wide)、中间焦点距离(Mid)以及望远端(Tele)各自而物体距离(d0)为无限远的情况和近距离的情况下的值。[表20]示出实施例4的变焦透镜4中的表示非球面的形状的系数的值。

在实施例4的变焦透镜4中，后续群GRS从物体侧向像面侧依次包括具有正的折射力的第5透镜群GR5和具有负的折射力的第6透镜群GR6。实施例4的变焦透镜4作为整体而是6群结构。

第1透镜群GR1从物体侧向像面侧依次包括透镜L11和透镜L12。透镜L11和透镜L12是接合透镜。透镜L11是使凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜。透镜L121是双凸形状的正透镜。

第2透镜群GR2从物体侧向像面侧依次包括透镜L21～透镜L25。透镜L21和透镜L22是接合透镜。透镜L24和透镜L25是接合透镜。透镜L21是双凸形状的正透镜。透镜L22是使凹面朝向物体侧的弯月形状的负透镜。透镜L23是双凹形状的负透镜。透镜L24是双凹形状的负透镜。透镜L25是使凸面朝向物体侧的弯月形状的正透镜。

第3透镜群GR3从物体侧向像面侧依次包括透镜L31和透镜L32。透镜L31和透镜L32是接合透镜。透镜L31是使凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜。透镜L32是双凸形状的正透镜。

第4透镜群GR4从物体侧向像面侧依次包括透镜L41和透镜L42。透镜L41是使凹面朝向物体侧的弯月形状的负透镜。透镜L42是使凸面朝向物体侧的弯月形状的正透镜。

第5透镜群GR5从物体侧向像面侧依次包括透镜L51～透镜L54。透镜L52和透镜L53是接合透镜。透镜L51是使凹面朝向物体侧的弯月形状的正透镜。透镜L52是双凹形状的负透镜。透镜L53是双凸形状的正透镜。透镜L54是使凸面朝向物体侧的弯月形状的正透镜。

第6透镜群GR6从物体侧向像面侧依次包括透镜L61～透镜L65。透镜L61和透镜L62是接合透镜。透镜L63和透镜L64是接合透镜。透镜L61是双凸形状的正透镜。透镜L62是双凹透镜形状的负透镜。透镜L63是双凸形状的正透镜。透镜L64是双凹透镜形状的负透镜。透镜L65是使凹面朝向物体侧的弯月形状的负透镜。

实施例4的变焦透镜4在从广角端向望远端变焦时，第1透镜群GR1、第3透镜群GR3、第4透镜群GR4、第5透镜群GR5以及第6透镜群GR6向物体侧移动。

在聚焦时，第4透镜群GR4和第6透镜群GR6设为运行群。在物体距离从无限远向近距离聚焦时，第4透镜群GR4向物体侧移动，第6透镜群GR6移动到像面侧。

孔径光阑St配置于第3透镜群GR3与第4透镜群GR4之间。孔径光阑St在从广角端向望远端变焦时，与第3透镜群GR3一起向物体侧移动。

[表16]

[表17]

[表18]

[表19]

[表20]

图14示出实施例4的变焦透镜4的广角端且无限远对焦时的各像差。图15示出实施例4的变焦透镜4的中间焦点距离且无限远对焦时的各像差。图16示出实施例4的变焦透镜4的望远端且无限远对焦时的各像差。

从各像差图可知，实施例4的变焦透镜4的各像差被良好地校正，具有优良的成像性能。

[各实施例的其它数值数据]

[表21]～[表22]示出将与上述各条件式有关的值关于各实施例而进行汇总的情况。[表21]示出与各条件式有关的参数的值。[表22]示出各条件式的值。从[表22]可知，关于各条件式，各实施例的值是其数值范围内。

[表21]

[表22]

<5.应用例>

[5.1第1应用例]

本公开的技术能够应用于各种产品。例如，本公开的技术可以作为搭载于汽车、电动汽车、混合电动汽车、摩托车、自行车、个人移动体、飞机、无人机、船舶、机器人、建筑机器、农业机器(拖拉机)等任意种类的移动体的装置而实现。

图18是示出作为能够应用本公开的技术的移动体控制系统的一个例子的车辆控制系统7000的概略结构例的框图。车辆控制系统7000具备经由通信网络7010连接的多个电子控制单元。在图18所示的例子中，车辆控制系统7000具备驱动系统控制单元7100、车身系统控制单元7200、电池控制单元7300、车外信息检测单元7400、车内信息检测单元7500以及集中控制单元7600。将这多个控制单元进行连接的通信网络7010例如可以是遵循CAN(Controller Area Network，控制器局域网)、LIN(Local Interconnect Network，本地互连网络)、LAN(Local Area Network，局域网)或者FlexRay(注册商标)等任意的标准的车载通信网络。

各控制单元具备依照各种程序而进行运算处理的微型计算机、存储由微型计算机执行的程序或者用于各种运算的参数等的存储部以及驱动各种控制对象的装置的驱动电路。各控制单元具备用于经由通信网络7010在与其它控制单元之间进行通信的网络I/F，并且具备用于在与车内外的装置或者传感器等之间通过有线通信或者无线通信进行通信的通信I/F。在图18中，作为集中控制单元7600的功能结构，图示出微型计算机7610、通用通信I/F7620、专用通信I/F7630、定位部7640、信标接收部7650、车内设备I/F7660、声音图像输出部7670、车载网络I/F7680以及存储部7690。其它控制单元也同样地具备微型计算机、通信I/F以及存储部等。

驱动系统控制单元7100依照各种程序而控制与车辆的驱动系统关联的装置的动作。例如，驱动系统控制单元7100作为内燃机或者驱动用马达等用于产生车辆的驱动力的驱动力产生装置、用于将驱动力传递给车轮的驱动力传递机构、调节车辆的转向角的转向机构以及产生车辆的制动力的制动装置等控制装置发挥功能。驱动系统控制单元7100也可以具有作为ABS(Antilock Brake System，防抱死制动系统)或者ESC(ElectronicStability Control，电子稳定控制)等控制装置的功能。

车辆状态检测部7110连接于驱动系统控制单元7100。作为车辆状态检测部7110，例如包括检测车体的轴旋转运动的角速度的陀螺仪传感器、检测车辆的加速度的加速度传感器或者用于检测加速器踏板的操作量、制动器踏板的操作量、方向盘的转向角、引擎转速或者车轮的转速等的传感器中的至少一个传感器。驱动系统控制单元7100使用从车辆状态检测部7110输入的信号来进行运算处理，控制内燃机、驱动用马达、电动动力转向装置或者制动器装置等。

车身系统控制单元7200依照各种程序而控制配备于车体的各种装置的动作。例如，车身系统控制单元7200作为无钥匙进入系统、智能车锁系统、动力车窗装置或者前照灯、倒车灯、制动器灯、方向指示灯或者雾灯等各种灯的控制装置发挥功能。在该情况下，从代替钥匙的便携机发出的电波或者各种开关的信号能够被输入到车身系统控制单元7200。车身系统控制单元7200受理这些电波或者信号的输入，控制车辆的门锁装置、动力车窗装置、灯等。

电池控制单元7300依照各种程序而控制作为驱动用马达的电力供给源的二次电池7310。例如，电池温度、电池输出电压或者电池的剩余容量等信息从具备二次电池7310的电池装置输入到电池控制单元7300。电池控制单元7300使用这些信号来进行运算处理，进行二次电池7310的温度调节控制或者电池装置所具备的冷却装置等的控制。

车外信息检测单元7400检测搭载有车辆控制系统7000的车辆的外部的信息。例如，摄像部7410以及车外信息检测部7420中的至少一方连接于车外信息检测单元7400。作为摄像部7410，包括ToF(Time Of Flight，飞行时间)相机、立体相机、单眼相机、红外线相机以及其它相机中的至少一个相机。作为车外信息检测部7420，例如包括用于检测当前的天气或者气象的环境传感器或者用于检测检测搭载有车辆控制系统7000的车辆的周围的其它车辆、障碍物或者行人等的周围信息检测传感器中的至少一个。

环境传感器例如可以是检测雨天的雨滴传感器、检测雾的雾传感器、检测日照程度的日照传感器以及检测降雪的雪传感器中的至少一个传感器。周围信息检测传感器可以是超声波传感器、雷达装置以及LIDAR(Light Detection and Ranging(光检测测距)、Laser Imaging Detection and Ranging(激光成像检测测距))装置中的至少一个传感器。这些摄像部7410以及车外信息检测部7420既可以分别作为独立的传感器或装置而配备，也可以作为集中有多个传感器或装置的装置而配备。

在此，图19示出摄像部7410以及车外信息检测部7420的设置位置的例子。摄像部7910、7912、7914、7916、7918例如设置于车辆7900的前鼻、侧视镜、后保险杠、后门以及车室内的前窗玻璃的上部中的至少一个位置。前鼻所具备的摄像部7910以及车室内的前窗玻璃的上部所具备的摄像部7918主要获取车辆7900的前方的图像。侧视镜所具备的摄像部7912、7914主要获取车辆7900的侧方的图像。后保险杠或者后门所具备的摄像部7916主要获取车辆7900的后方的图像。车室内的前窗玻璃的上部所具备的摄像部7918主要用于先行车辆或者行人、障碍物、信号灯、交通标识或者车道等的检测。

此外，在图19中示出了各个摄像部7910、7912、7914、7916的摄影范围的一个例子。摄像范围a表示设置于前鼻的摄像部7910的摄像范围，摄像范围b、c分别表示设置于侧视镜的摄像部7912、7914的摄像范围，摄像范围d表示设置于后保险杠或者后门的摄像部7916的摄像范围。例如，由摄像部7910、7912、7914、7916摄像到的图像数据重叠，从而能够得到从上方观察车辆7900时的俯视图像。

设置于车辆7900的前方、后方、侧方、角落以及车室内的前窗玻璃的上部的车外信息检测部7920、7922、7924、7926、7928、7930例如可以是超声波传感器或者雷达装置。设置于车辆7900的前鼻、后保险杠、后门以及车室内的前窗玻璃的上部的车外信息检测部7920、7926、7930例如可以是LIDAR装置。这些车外信息检测部7920～7930主要用于先行车辆、行人或者障碍物等的检测。

返回到图18继续进行说明。车外信息检测单元7400使摄像部7410对车外的图像进行摄像，并且接收摄像到的图像数据。另外，车外信息检测单元7400从所连接的车外信息检测部7420接收检测信息。在车外信息检测部7420是超声波传感器、雷达装置或者LIDAR装置的情况下，车外信息检测单元7400发出超声波或者电磁波等，并且接收接收到的反射波的信息。车外信息检测单元7400也可以根据接收到的信息，进行人、车、障碍物、标识或者路面上的字符等的物体检测处理或者距离检测处理。车外信息检测单元7400也可以根据接收到的信息来进行识别降雨、雾或者路面状况等的环境识别处理。车外信息检测单元7400也可以根据接收到的信息来计算距车外的物体的距离。

另外，车外信息检测单元7400也可以根据接收到的图像数据来进行识别人、车、障碍物、标识或者路面上的字符等的图像识别处理或者距离检测处理。车外信息检测单元7400也可以对接收到的图像数据进行失真校正或者位置对准等处理，并且将由不同的摄像部7410摄像到的图像数据进行合成，生成俯视图像或者全景图像。车外信息检测单元7400也可以使用由不同的摄像部7410摄像到的图像数据，进行视点变换处理。

车内信息检测单元7500检测车内的信息。对车内信息检测单元7500连接例如检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测部7510。驾驶员状态检测部7510也可以包括对驾驶员进行摄像的相机、检测驾驶员的生物体信息的生物体传感器或者对车室内的声音进行采集的麦克风等。生物体传感器例如设置于座面或者方向盘等，检测坐在座椅的搭乘者或者握住方向盘的驾驶员的生物体信息。车内信息检测单元7500既可以根据从驾驶员状态检测部7510输入的检测信息，计算驾驶员的疲劳程度或者集中程度，也可以判别驾驶员是否未打瞌睡。车内信息检测单元7500也可以对采集的声音信号进行去噪处理等处理。

集中控制单元7600依照各种程序而控制车辆控制系统7000内的整个动作。输入部7800连接于集中控制单元7600。输入部7800例如通过触摸面板、按钮、麦克风、开关或者操纵杆等能够由搭乘者进行输入操作的装置来实现。也可以对集中控制单元7600输入通过对利用麦克风输入的声音进行声音识别而得到的数据。输入部7800例如既可以是利用红外线或者其它电波的远程控制装置，也可以是与车辆控制系统7000的操作对应的便携电话或者PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)等外部连接设备。输入部7800例如也可以是相机，在该情况下搭乘者能够通过姿势来输入信息。或者，也可以输入通过检测搭乘者所佩戴的可穿戴装置的动作而得到的数据。进而，输入部7800例如也可以包括根据由搭乘者等使用上述输入部7800输入的信息来生成输入信号并输出到集中控制单元7600的输入控制电路等。搭乘者等通过对该输入部7800进行操作，对车辆控制系统7000输入各种数据，或者指示处理动作。

存储部7690也可以包括存储由微型计算机执行的各种程序的ROM(Read OnlyMemory，只读存储器)以及存储各种参数、运算结果或者传感器值等的RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)。另外，存储部7690也可以通过HDD(Hard Disc Drive，硬盘驱动器)等磁存储器件、半导体存储器件、光存储器件或者光磁存储器件等来实现。

通用通信I/F7620是中继与存在于外部环境7750的各种设备之间的通信的通用的通信I/F。通用通信I/F7620可以安装GSM(注册商标)(Global System of Mobilecommunications，全球移动通信系统)、WiMAX(注册商标)、LTE(注册商标)(Long TermEvolution。长期演进)或者LTE－A(LTE－Advanced)等蜂窝通信协议或者无线LAN(还称为Wi－Fi(注册商标))、蓝牙(Bluetooth(注册商标))等其它无线通信协议。通用通信I/F7620例如也可以经由基站或者访问点连接于存在于外部网络(例如，因特网、云网络或者运营商固有的网络)上的设备(例如，应用服务器或者控制服务器)。另外，通用通信I/F7620例如也可以使用P2P(Peer To Peer，点对点)技术，与存在于车辆的附近的终端(例如，驾驶员、行人或者店铺的终端、或者MTC(Machine Type Communication，机器类型通信)终端)连接。

专用通信I/F7630是支持以车辆中的使用为目的而制定的通信协议的通信I/F。专用通信I/F7630例如可以安装作为下位层的IEEE802.11p与上位层的IEEE1609的组合的WAVE(Wireless Access in Vehicle Environment，车载环境中的无线接入)、DSRC(Dedicated Short Range Communications，专用短程通信)或者蜂窝通信协议这样的标准协议。专用通信I/F7630典型而言执行作为包括车车间(Vehicle to Vehicle)通信、路车间(Vehicle to Infrastructure)通信、车辆与家之间(Vehicle to Home)的通信以及步车间(Vehicle to Pedestrian)通信中的1个以上的通信的概念的V2X通信。

定位部7640例如接收来自GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)卫星的GNSS信号(例如，来自GPS(Global Positioning System，全球定位系统)卫星的GPS信号)而执行定位，生成包含车辆的纬度、经度以及高度的位置信息。此外，定位部7640既可以通过与无线访问点的信号的交换来确定当前位置，或者也可以从具有定位功能的便携电话、PHS或者智能手机这样的终端获取位置信息。

信标接收部7650例如接收从设置于道路上的无线局等发出的电波或者电磁波，获取当前位置、拥堵、禁止通行或者所需时间等信息。此外，信标接收部7650的功能也可以包含于上述专用通信I/F7630。

车内设备I/F7660是中继微型计算机7610与存在于车内的各种车内设备7760之间的连接的通信接口。车内设备I/F7660也可以使用无线LAN、蓝牙(Bluetooth(注册商标))、NFC(Near Field Communication，近场通信)或者WUSB(Wireless USB)这样的无线通信协议来确立无线连接。另外，车内设备I/F7660也可以经由未图示的连接端子(以及，如果需要，则是缆线)，确立USB(Universal Serial Bus，通用串行接口)、HDMI(注册商标)(High－Definition Multimedia Interface，高清多媒体接口)或者MHL(Mobile High－definition Link，手机高清链杆)等有线连接。车内设备7760例如也可以包括搭乘者所具有的移动设备或者可穿戴设备、或者携带或者安装于车辆的信息设备中的至少1个设备。另外，车内设备7760也可以包括进行直至任意的目的地为止的路径探索的导航装置。车内设备I/F7660在与这些车内设备7760之间，交换控制信号或者数据信号。

车载网络I/F7680是中继微型计算机7610与通信网络7010之间的通信的接口。车载网络I/F7680遵循由通信网络7010支持的预定的协议来收发信号等。

集中控制单元7600的微型计算机7610根据经由通用通信I/F7620、专用通信I/F7630、定位部7640、信标接收部7650、车内设备I/F7660以及车载网络I/F7680中的至少一个而获取的信息，依照各种程序而控制车辆控制系统7000。例如，微型计算机7610也可以根据获取的车内外的信息来运算驱动力产生装置、转向机构或者制动装置的控制目标值，对驱动系统控制单元7100输出控制指令。例如，微型计算机7610也可以进行以实现包括车辆的碰撞回避或者冲击缓和、基于车间距离的追随行驶、车速维持行驶、车辆的碰撞警告或者车辆的脱轨警告等的ADAS(Advanced Driver Assistance System，高级驾驶辅助系统)的功能为目的的协调控制。另外，微型计算机7610也可以根据所获取的车辆的周围的信息来控制驱动力产生装置、转向机构或者制动装置等，从而进行以不依照驾驶员的操作而自主地行驶的自动驾驶等为目的的协调控制。

微型计算机7610也可以根据经由通用通信I/F7620、专用通信I/F7630、定位部7640、信标接收部7650、车内设备I/F7660以及车载网络I/F7680中的至少一个获取的信息，生成车辆与周边的构造物、人物等物体之间的3维距离信息，制作包括车辆的当前位置的周边信息的本地地图信息。另外，微型计算机7610也可以根据获取的信息，预测车辆的碰撞、行人等的接近或者向禁止通行的道路的进入等危险来生成警告用信号。警告用信号例如可以是用于产生警告音或者点亮警示灯的信号。

声音图像输出部7670将声音以及图像中的至少一方的输出信号发送到能够对车辆的搭乘者或者车外在视觉或者听觉上通知信息的输出装置。在图18的例子中，作为输出装置，例示出音频扬声器7710、显示部7720以及仪表板7730。显示部7720例如也可以包括板上显示器以及抬头显示器中的至少一个。显示部7720也可以具有AR(Augmented Reality，增强现实)显示功能。输出装置也可以是这些装置以外的头戴式耳机、搭乘者佩戴的眼镜型显示器等可穿戴设备、投影仪或者灯等其它装置。在输出装置是显示装置的情况下，显示装置以文本、图片、表、曲线图等各种形式在视觉上显示通过微型计算机7610进行的各种处理得到的结果或者从其它控制单元接收到的信息。另外，在输出装置是声音输出装置的情况下，声音输出装置将包含重放的声音数据或者声响数据等的音频信号变换为模拟信号，在听觉上输出。

此外，在图18所示的例子中，也可以是经由通信网络7010连接的至少两个控制单元一体化为一个控制单元。或者，也可以是各个控制单元包括多个控制单元。进而，也可以是车辆控制系统7000具备未图示的其它控制单元。另外，在上述说明中，也可以使其它控制单元具有任意的控制单元承担的功能的一部分或者全部。也就是说，只要经由通信网络7010进行信息的收发，则也可以由任意的控制单元进行预定的运算处理。同样地，也可以与任意的控制单元连接的传感器或者装置连接于其它控制单元，并且多个控制单元经由通信网络7010相互收发检测信息。

在以上说明的车辆控制系统7000中，本公开的变焦透镜以及摄像装置能够应用于摄像部7410以及摄像部7910、7912、7914、7916、7918。

[5.2第2应用例]

本公开的技术也可以应用于内视镜手术系统。

图20是示出能够应用本公开的技术的内视镜手术系统5000的概略结构的一个例子的图。在图20中，图示出手术医生(医生)5067使用内视镜手术系统5000对患者床5069上的患者5071进行手术的情形。如图所示，内视镜手术系统5000包括内视镜5001、其它手术工具5017、支承内视镜5001的支承臂装置5027以及搭载有用于内视镜下手术的各种装置的推车5037。

在内视镜手术中，代替切开腹壁而开腹，被称为穿刺器(trocar)5025a～5025d的筒状的开孔器具在腹壁进行多个穿刺。然后，内视镜5001的镜筒5003、其它手术工具5017从穿刺器5025a～5025d插入到患者5071的体腔内。在图示的例子中，作为其它手术工具5017，气腹管5019、能量处置工具5021以及钳子5023被插入到患者5071的体腔内。另外，能量处置工具5021是通过高频电流、超声波振动来进行组织的切开以及剥离或者血管的密封等的处置工具。但是，图示的手术工具5017仅仅是一个例子，作为手术工具5017，例如可以使用镊子、牵开器等一般在内视镜下手术中使用的各种手术工具。

由内视镜5001摄影到的患者5071的体腔内的手术部分的图像显示于显示装置5041。手术医生5067一边实时地观察显示于显示装置5041的手术部分的图像，一边使用能量处置工具5021、钳子5023，一边例如进行切除患处等处置。此外，虽然省略了图示，但气腹管5019、能量处置工具5021以及钳子5023在手术过程中由手术医生5067或者助手等支承。

(支承臂装置)

支承臂装置5027具备从基部5029延伸的臂部5031。在图示的例子中，臂部5031包括关节部5033a、5033b、5033c以及链杆5035a、5035b，通过来自臂控制装置5045的控制来驱动。由臂部5031支承内视镜5001，控制其位置以及姿势。由此，能够实现内视镜5001的稳定的位置的固定。

(内视镜)

内视镜5001包括：镜筒5003，从前端起预定的长度的区域被插入于患者5071的体腔内；以及相机头5005，连接于镜筒5003的基端。在图示的例子中，图示出作为具有硬性的镜筒5003的所谓的硬性镜而构成的内视镜5001，但内视镜5001也可以作为具有软性的镜筒5003的所谓的软性镜而构成。

在镜筒5003的前端设置有嵌入有物镜的开口部。光源装置5043连接于内视镜5001，由该光源装置5043生成的光由延伸设置于镜筒5003的内部的光引导件导光至该镜筒的前端，经由物镜向患者5071的体腔内的观察对象照射。此外，内视镜5001既可以是直视镜，也可以是斜视镜或者侧视镜。

在相机头5005的内部设置有光学系统以及摄像元件，来自观察对象的反射光(观察光)由该光学系统聚光到该摄像元件。由该摄像元件对观察光进行光电变换，生成与观察光对应的电信号即与观察像对应的图像信号。该图像信号作为原始(RAW)数据而发送到相机控制单元(CCU：Camera Control Unit)5039。此外，在相机头5005中搭载了通过适当地驱动其光学系统来调整倍率以及焦点距离的功能。

此外，例如也可以为了应对立体观看(3D显示)等而在相机头5005中设置多个摄像元件。在该情况下，在镜筒5003的内部，为了将观察光导光到该多个摄像元件的各个摄像元件，设置多个体系的中继光学系统。

(搭载于推车的各种装置)

CCU5039包括CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)、GPU(GraphicsProcessing Unit，图形处理单元)等，集中地控制内视镜5001以及显示装置5041的动作。具体而言，CCU5039对从相机头5005收取到的图像信号实施例如显影处理(去马赛克处理)等用于显示基于该图像信号的图像的各种图像处理。CCU5039将实施该图像处理后的图像信号提供给显示装置5041。另外，CCU5039对相机头5005发送控制信号，控制其驱动。在该控制信号中，可以包含倍率、焦点距离等与摄像条件有关的信息。

显示装置5041通过来自CCU5039的控制，显示基于由该CCU5039实施图像处理后的图像信号的图像。在内视镜5001例如与4K(水平像素数3840×垂直像素数2160)或者8K(水平像素数7680×垂直像素数4320)等高分辨率的摄影对应的情况以及/或者与3D显示对应的情况下，作为显示装置5041，能够分别对应地使用能够进行高分辨率的显示的装置以及/或者能够进行3D显示的装置。在与4K或者8K等高分辨率的摄影对应的情况下，作为显示装置5041，使用55英寸以上的尺寸的装置，从而能够得到进一步的沉浸感。另外，也可以根据用途，设置分辨率、尺寸不同的多个显示装置5041。

光源装置5043例如包括LED(light emitting diode，发光二极管)等光源，将对手术部分进行摄影时的照射光供给到内视镜5001。

臂控制装置5045例如包括CPU等处理器，依照预定的程序进行动作，从而依照预定的控制方式控制支承臂装置5027的臂部5031的驱动。

输入装置5047是针对内视镜手术系统5000的输入接口。用户能够经由输入装置5047对内视镜手术系统5000进行各种信息的输入、指示输入。例如，用户经由输入装置5047输入患者的身体信息、关于手术的手术方式的信息等与手术有关的各种信息。另外，例如，用户经由输入装置5047输入驱动臂部5031的意思的指示、变更基于内视镜5001的摄像条件(照射光的种类、倍率以及焦点距离等)的意思的指示、驱动能量处置工具5021的意思的指示等。

输入装置5047的种类不被限定，输入装置5047可以是各种公知的输入装置。作为输入装置5047，例如能够应用鼠标、键盘、触摸面板、开关、脚踏开关5057以及/或者操纵杆等。在作为输入装置5047而使用触摸面板的情况下，该触摸面板也可以设置于显示装置5041的显示面上。

或者，输入装置5047例如是眼镜型的可穿戴器件、HMD(Head Mounted Display，头戴式显示器)等由用户佩戴的设备，根据由这些设备检测的用户的姿势、视线来进行各种输入。另外，输入装置5047包括能够检测用户的动作的相机，根据从由该相机摄像到的影像检测的用户的姿势、视线来进行各种输入。进而，输入装置5047包括能够收集用户的声音的麦克风，经由该麦克风，通过声音进行各种输入。这样，输入装置5047构成为能够非接触地输入各种信息，从而特别是属于清洁区域的用户(例如手术医生5067)能够对属于非清洁区域的设备非接触地进行操作。另外，用户无需使手从持有的手术工具离开，就能够对设备进行操作，所以用户的便利性提高。

处置工具控制装置5049控制用于组织的烧灼、切开或者血管的密封等的能量处置工具5021的驱动。气腹装置5051为了以确保内视镜5001的视野以及确保手术医生的作业空间为目的而使患者5071的体腔膨胀，经由气腹管5019气体送入到该体腔内。记录器5053是能够记录与手术有关的各种信息的装置。打印机5055是能够以文本、图像或者曲线图等各种形式印刷与手术有关的各种信息的装置。

以下，更详细地说明在内视镜手术系统5000中特别特征性的结构。

(支承臂装置)

支承臂装置5027具备作为基台的基部5029和从基部5029延伸的臂部5031。在图示的例子中，臂部5031包括多个关节部5033a、5033b、5033c和利用关节部5033b连结的多个链杆5035a、5035b，但在图20中，为了简单，简化臂部5031的结构而图示出。实际上，能够以使臂部5031具有所期望的自由度的方式，适当地设定关节部5033a～5033c以及链杆5035a、5035b的形状、数量以及配置及关节部5033a～5033c的旋转轴的方向等。例如，臂部5031能够适合地构成为具有6自由度以上的自由度。由此，能够在臂部5031的可动范围内使内视镜5001自由地移动，所以能够将内视镜5001的镜筒5003从所期望的方向插入到患者5071的体腔内。

在关节部5033a～5033c设置有致动器，关节部5033a～5033c构成为能够通过该致动器的驱动绕预定的旋转轴旋转。该致动器的驱动由臂控制装置5045控制，从而控制各关节部5033a～5033c的旋转角度，控制臂部5031的驱动。由此，能够实现内视镜5001的位置以及姿势的控制。此时，臂控制装置5045能够通过力控制或者位置控制等各种公知的控制方式来控制臂部5031的驱动。

例如，手术医生5067可以经由输入装置5047(包括脚踏开关5057)适当地进行操作输入，从而由臂控制装置5045根据该操作输入来适当地控制臂部5031的驱动，控制内视镜5001的位置以及姿势。能够通过该控制，使臂部5031的前端的内视镜5001从任意的位置移动至任意的位置之后，在其移动后的位置处固定地支承。此外，臂部5031也可以以所谓的主从方式被操作。在该情况下，臂部5031能够由用户经由设置于远离手术室的场所的输入装置5047进行远程操作。

另外，在应用力控制的情况下，臂控制装置5045也可以进行以接受来自用户的外力并使臂部5031依照该外力顺畅地移动的方式驱动各关节部5033a～5033c的致动器的所谓的功率辅助控制。由此，用户能够在一边直接接触臂部5031一边使臂部5031移动时，以比较轻的力使该臂部5031移动。因而，能够通过更直观且更简易的操作使内视镜5001移动，能够提高用户的便利性。

在此，一般而言，在内视镜下手术中，由被称为观察员的医生支承内视镜5001。相对于此，通过使用支承臂装置5027，不论人手如何都能够更可靠地固定内视镜5001的位置，所以能够稳定地得到手术部分的图像，能够顺利地进行手术。

此外，臂控制装置5045也可以不必设置于推车5037。另外，臂控制装置5045也可以不必是1个装置。例如，臂控制装置5045既可以分别设置于支承臂装置5027的臂部5031的各关节部5033a～5033c，也可以通过由多个臂控制装置5045相互进行协作，从而实现臂部5031的驱动控制。

(光源装置)

光源装置5043将对手术部分进行摄影时的照射光供给到内视镜5001。光源装置5043例如包括由LED、激光源或者它们的组合构成的白色光源。此时，在由RGB激光源的组合构成白色光源的情况下，能够高精度地控制各颜色(各波长)的输出强度以及输出定时，所以能够在光源装置5043中进行摄像图像的白平衡的调整。另外，在该情况下，将分别来自RGB激光源的激光分时地照射到观察对象，与其照射定时同步地控制相机头5005的摄像元件的驱动，从而还能够对与RGB分别对应的图像分时地进行摄像。根据该方法，即使不将彩色滤光片设置于该摄像元件，也能够得到彩色图像。

另外，光源装置5043也可以在每个预定的时间变更输出的光的强度的方式控制其驱动。与该光的强度的变更的定时同步地控制相机头5005的摄像元件的驱动，分时地获取图像，将该图像进行合成，从而能够生成没有所谓的黑斑以及白斑的高动态范围的图像。

另外，光源装置5043也可以构成为能够供给与特殊光观察对应的预定的波长频域的光。在特殊光观察中，例如进行如下所谓的窄带光观察(Narrow Band Imaging)：利用体组织中的光的吸收的波长依赖性，照射带宽比通常的观察时的照射光(即，白色光)窄的光，从而高对比地对粘膜表层的血管等预定的组织进行摄影。或者，在特殊光观察中，也可以进行利用通过照射激发光而产生的荧光得到图像的荧光观察。在荧光观察中，能够将激发光照射到体组织，观察来自该体组织的荧光(自家荧光观察)，或者将吲哚菁绿(ICG)等试剂局部注入到体组织，并且将与该试剂的荧光波长对应的激发光照射到该体组织，得到荧光像等。光源装置5043能够构成为供给与这样的特殊光观察对应的窄带光以及/或者激发光。

(相机头以及CCU)

参照图21，更详细地说明内视镜5001的相机头5005以及CCU5039的功能。图21是示出图20所示的相机头5005以及CCU5039的功能结构的一个例子的框图。

参照图21，相机头5005作为其功能而具有透镜单元5007、摄像部5009、驱动部5011、通信部5013以及相机头控制部5015。另外，CCU5039作为其功能而具有通信部5059、图像处理部5061以及控制部5063。相机头5005与CCU5039利用传送缆线5065能够双向地通信地连接。

首先，说明相机头5005的功能结构。透镜单元5007是设置于与镜筒5003的连接部的光学系统。从镜筒5003的前端取入的观察光被导光至相机头5005，入射到该透镜单元5007。透镜单元5007是组合包括变焦透镜以及聚焦透镜的多个透镜而构成的。透镜单元5007以使观察光聚光到摄像部5009的摄像元件的受光面上的方式调整其光学特性。另外，变焦透镜以及聚焦透镜为了进行摄像图像的倍率以及焦点的调整，构成为该光轴上的位置能够移动。

摄像部5009包括摄像元件，配置于透镜单元5007的后级。通过了透镜单元5007的观察光被聚光到该摄像元件的受光面，通过光电变换来生成与观察像对应的图像信号。由摄像部5009生成的图像信号被提供给通信部5013。

作为构成摄像部5009的摄像元件，例如是CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)类型的图像传感器，使用能够进行具有Bayer排列的彩色摄影的元件。此外，作为该摄像元件，例如也可以使用能够应对4K以上的高分辨率的图像的摄影的摄像元件。能够以高分辨率得到手术部分的图像，从而手术医生5067能够更详细地掌握该手术部分的情形，能够更顺利地进行手术。

另外，构成摄像部5009的摄像元件构成为具有用于分别获取与3D显示对应的右眼用以及左眼用的图像信号的1对摄像元件。通过进行3D显示，手术医生5067能够更准确地掌握手术部分处的生物体组织的进深。此外，在摄像部5009由多板式构成的情况下，与各摄像元件对应地还设置多个体系的透镜单元5007。

另外，摄像部5009也可以不必设置于相机头5005。例如，摄像部5009也可以在镜筒5003的内部，在紧接着物镜之后设置。

驱动部5011由致动器构成，通过来自相机头控制部5015的控制，使透镜单元5007的变焦透镜以及聚焦透镜沿着光轴移动预定的距离。由此，能够适当地调整摄像部5009的摄像图像的倍率以及焦点。

通信部5013包括用于在与CCU5039之间收发各种信息的通信装置。通信部5013经由传送缆线5065将从摄像部5009得到的图像信号作为RAW数据发送到CCU5039。此时，为了低延迟地显示手术部分的摄像图像，该图像信号优选通过光通信发送。这是因为在手术时，手术医生5067一边根据摄像图像来观察患处的状态，一边进行手术，所以为了进行更安全可靠的手术，要求尽可能实时地显示手术部分的动态图像。在进行光通信的情况下，在通信部5013设置将电信号变换为光信号的光电变换模块。图像信号在由该光电变换模块变换为光信号之后，经由传送缆线5065发送到CCU5039。

另外，通信部5013从CCU5039接收用于控制相机头5005的驱动的控制信号。在该控制信号中，例如包含指定摄像图像的帧率的意思的信息、指定摄像时的曝光值的意思的信息以及/或者指定摄像图像的倍率以及焦点的意思的信息等与摄像条件有关的信息。通信部5013将接收到的控制信号提供给相机头控制部5015。此外，来自CCU5039的控制信号也可以通过光通信传送。在该情况下，在通信部5013中设置将光信号变换为电信号的光电变换模块，控制信号在由该光电变换模块变换为电信号之后，提供给相机头控制部5015。

此外，由CCU5039的控制部5063根据获取到的图像信号来自动地设定上述帧率、曝光值、倍率、焦点等摄像条件。也就是说，所谓的AE(Auto Exposure，自动曝光)功能、AF(Auto Focus，自动对焦)功能以及AWB(Auto White Balance，自动白平衡)功能搭载于内视镜5001。

相机头控制部5015根据经由通信部5013接收到的来自CCU5039的控制信号，控制相机头5005的驱动。例如，相机头控制部5015根据指定摄像图像的帧率的意思的信息以及/或者指定摄像时的曝光的意思的信息，控制摄像部5009的摄像元件的驱动。另外，例如，相机头控制部5015根据指定摄像图像的倍率以及焦点的意思的信息，经由驱动部5011使透镜单元5007的变焦透镜以及聚焦透镜适当地移动。相机头控制部5015也可以还具备存储用于识别镜筒5003、相机头5005的信息的功能。

此外，通过将透镜单元5007、摄像部5009等结构配置于气密性以及防水性高的密闭构造内，能够使相机头5005具有针对高压灭菌处理的抗性。

接下来，说明CCU5039的功能结构。通信部5059包括用于在与相机头5005之间收发各种信息的通信装置。通信部5059从相机头5005接收经由传送缆线5065发送的图像信号。此时，如上所述，该图像信号能够适合地通过光通信发送。在该情况下，与光通信对应地，在通信部5059中设置将光信号变换为电信号的光电变换模块。通信部5059将变换为电信号的图像信号提供给图像处理部5061。

另外，通信部5059对相机头5005发送用于控制相机头5005的驱动的控制信号。该控制信号也可以通过光通信发送。

图像处理部5061对作为从相机头5005发送的RAW数据的图像信号实施各种图像处理。作为该图像处理，例如包括显影处理、高图像质量化处理(频域强调处理、超分辨率处理、NR(Noise reduction，噪声减少)处理以及/或者手抖校正处理等)以及/或者放大处理(电子变焦处理)等各种公知的信号处理。另外，图像处理部5061进行用于进行AE、AF以及AWB的针对图像信号的检波处理。

图像处理部5061包括CPU、GPU等处理器，该处理器依照预定的程序而进行动作，从而能够进行上述图像处理、检波处理。此外，在图像处理部5061由多个GPU构成的情况下，图像处理部5061对与图像信号相关的信息适当地进行分割，利用这多个GPU并行地进行图像处理。

控制部5063进行与基于内视镜5001的手术部分的摄像及其摄像图像的显示有关的各种控制。例如，控制部5063生成用于控制相机头5005的驱动的控制信号。此时，在由用户输入摄像条件的情况下，控制部5063根据由该用户进行的输入来生成控制信号。或者，当在内视镜5001中搭载有AE功能、AF功能以及AWB功能的情况下，控制部5063根据由图像处理部5061进行的检波处理的结果，适当地计算最佳的曝光值、焦点距离以及白平衡，生成控制信号。

另外，控制部5063根据由图像处理部5061实施图像处理后的图像信号，使手术部分的图像显示于显示装置5041。此时，控制部5063使用各种图像识别技术来识别手术部分图像内的各种物体。例如，控制部5063通过检测手术部分图像所包含的物体的边缘的形状、颜色等，能够识别钳子等手术工具、特定的生物体部位、出血、能量处置工具5021使用时的雾剂等。控制部5063在使显示装置5041显示手术部分的图像时，使用其识别结果，使各种手术支援信息重叠显示于该手术部分的图像。通过将手术支援信息进行重叠显示，提示给手术医生5067，能够更安全可靠地推进手术。

将相机头5005以及CCU5039进行连接的传送缆线5065是应对电信号的通信的电信号缆线、应对光通信的光纤或者它们的复合缆线。

在此，在图示的例子中，使用传送缆线5065通过有线进行了通信，但也可以通过无线来进行相机头5005与CCU5039之间的通信。在通过无线来进行两者之间的通信的情况下，无需将传送缆线5065铺设在手术室内，所以能够消除手术室内的医疗工作人员的移动被该传送缆线5065妨碍的事态。

以上，说明了能够应用本公开的技术的内视镜手术系统5000的一个例子。此外，在此，作为一个例子，说明了内视镜手术系统5000，但能够应用本公开的技术的系统不限定于该例子。例如，本公开的技术也可以应用于检查用软性内视镜系统、显微镜手术系统。

本公开的技术能够适合地应用于以上说明的结构中的相机头5005。特别是，本公开的变焦透镜能够适合地应用于相机头5005的透镜单元5007。

<6.其它实施方式>

本公开的技术不限定于上述实施方式以及实施例的说明，能够实施各种变形。

例如，在上述一个实施方式以及实施例中示出的各部分的形状以及数值都仅仅是用于实施本技术的具体化的一个例子，由此本技术的技术范围不会被限定性地解释。

另外，在上述一个实施方式以及实施例中，说明了作为整体而实质上包括5个至7个透镜群的结构，但也可以是作为整体而包括8个以上的透镜群的结构。进而，也可以是还具备实质上不具有折射力的透镜的结构。

另外，例如，本技术能够采取如下结构。

根据以下的结构的本技术，作为整体而包括5个以上的透镜群，实现各透镜群的结构的最佳化，所以能够实现后焦距短，广角端处的光学整体长度短的变焦透镜以及摄像装置。

[1]一种变焦透镜，从物体侧向像面侧依次包括：

第1透镜群，具有正的折射力；

第2透镜群，具有负的折射力；

第3透镜群，具有正的折射力；

第4透镜群，具有负的折射力；以及

后续群，具有至少1个透镜群，

在从广角端向望远端变焦时，至少所述第1透镜群和所述第3透镜群向物体侧移动，满足以下的条件式，

0.23<D1/ft<0.8……(1)

2.5<D1/D3<10……(2)

1.2<(Lw/BFw)/(ft/fw)<2.2……(3)

其中，设为

D1：从广角端向望远端变焦时的所述第1透镜群的移动量，

D3：从广角端向望远端变焦时的所述第3透镜群的移动量，

ft：望远端处的整个系统的焦点距离，

fw：广角端处的整个系统的焦点距离，

Lw：广角端处的光学整体长度、即广角端处的所述第1透镜群的最靠物体侧的面至像面的距离，

BFw：广角端处的后焦距、即广角端处的最靠像面侧的面至像面的空气换算长度。

[2]根据上述[1]所记载的变焦透镜，其中，

在从广角端向望远端变焦时，所述第1透镜群、所述第2透镜群以及所述第3透镜群中的至少所述第1透镜群和所述第3透镜群向物体侧移动，满足以下的条件式，

－0.003<D2/|f2|<0.026……(4)

其中，设为

D2：从广角端向望远端变焦时的所述第2透镜群的移动量，

f2：所述第2透镜群的焦点距离。

[3]根据上述[1]或者[2]所记载的变焦透镜，其中，

所述第1透镜群在最靠物体侧具有负透镜。

[4]根据上述[1]至[3]中的任意一项所记载的变焦透镜，其中，

所述第1透镜群包括1片负透镜和1片正透镜，最靠物体侧的透镜面使凸面朝向物体侧。

[5]根据上述[1]至[4]中的任意一项所记载的变焦透镜，其中，

所述第1透镜群具有满足以下的条件式的正透镜，

νg1p>60……(5)

其中，设为

νg1p：所述第1透镜群中的所述正透镜的阿贝值。

[6]根据上述[1]至[5]中的任意一项所记载的变焦透镜，其中，

满足以下的条件式，

0<f1/|f4|<1.5……(6)

其中，设为

f1：所述第1透镜群的焦点距离，

f4：所述第4透镜群的焦点距离。

[7]根据上述[1]至[6]中的任意一项所记载的变焦透镜，其中，

在所述后续群中，所述至少1个透镜群中的配置于最靠像面侧的透镜群具有至少1片正透镜和至少1片负透镜。

[8]根据上述[7]所记载的变焦透镜，其中，

配置于所述最靠像面侧的透镜群在最靠像面侧具有所述负透镜。

[9]根据上述[1]至[8]中的任意一项所记载的变焦透镜，其中，

所述后续群包括第5透镜群和第6透镜群。

[10]根据上述[1]至[8]中的任意一项所记载的变焦透镜，其中，

所述后续群包括第5透镜群、第6透镜群以及第7透镜群。

[11]根据上述[1]至[8]中的任意一项所记载的变焦透镜，其中，

所述后续群包括第5透镜群。

[12]一种摄像装置，包括：变焦透镜；以及摄像元件，输出与由所述变焦透镜形成的光学像相应的摄像信号，

所述变焦透镜从物体侧向像面侧依次包括：

第1透镜群，具有正的折射力；

第2透镜群，具有负的折射力；

第3透镜群，具有正的折射力；

第4透镜群，具有负的折射力；以及

后续群，具有至少1个透镜群，

在从广角端向望远端变焦时，至少所述第1透镜群和所述第3透镜群向物体侧移动，满足以下的条件式，

0.23<D1/ft<0.8……(1)

2.5<D1/D3<10……(2)

1.2<(Lw/BFw)/(ft/fw)<2.2……(4)

其中，设为

D1：从广角端向望远端变焦时的所述第1透镜群的移动量，

D3：从广角端向望远端变焦时的所述第3透镜群的移动量，

ft：望远端处的整个系统的焦点距离，

fw：广角端处的整个系统的焦点距离，

Lw：广角端处的光学整体长度、即广角端处的所述第1透镜群的最靠物体侧的面至像面的距离，

BFw：广角端处的后焦距、即广角端处的最靠像面侧的面至像面的空气换算长度。

[13]根据上述[1]至[11]中的任意一项所记载的变焦透镜，其中，

所述变焦透镜还具备实质上不具有折射力的透镜。

[14]根据上述[12]所记载的摄像装置，其中，

所述变焦透镜还具备实质上不具有折射力的透镜。

本申请以在日本专利局在2020年3月30日申请的日本专利申请号第2020－59845号为基础而享有优先权，通过参照将本申请的全部内容引用到本申请。

只要是本领域技术人员，就能够根据设计上的要件、其它主要原因，想到各种修改、组合、子组合以及变更，但应理解的是它们包含于权利要求书及与其等同的范围。

Claims (12)

1.一种变焦透镜，从物体侧向像面侧依次包括：

第1透镜群，具有正的折射力；

第2透镜群，具有负的折射力；

第3透镜群，具有正的折射力；

第4透镜群，具有负的折射力；以及

后续群，具有至少1个透镜群，

在从广角端向望远端变焦时，至少所述第1透镜群和所述第3透镜群向物体侧移动，满足以下的条件式，

0.23<D1/ft<0.8…… (1)

2.5<D1/D3<10…… (2)

1.2<(Lw/BFw)/(ft/fw)<2.2…… (3)

其中，设为

D1：从广角端向望远端变焦时的所述第1透镜群的移动量，

D3：从广角端向望远端变焦时的所述第3透镜群的移动量，

ft：望远端处的整个系统的焦点距离，

fw：广角端处的整个系统的焦点距离，

Lw：广角端处的光学整体长度、即广角端处的所述第1透镜群的最靠物体侧的面至像面的距离，

BFw：广角端处的后焦距、即广角端处的最靠像面侧的面至像面的空气换算长度。

2.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，

在从广角端向望远端变焦时，所述第1透镜群、所述第2透镜群以及所述第3透镜群中的至少所述第1透镜群和所述第3透镜群向物体侧移动，满足以下的条件式，

－0.003<D2/|f2|<0.026…… (4)

其中，设为

D2：从广角端向望远端变焦时的所述第2透镜群的移动量，

f2：所述第2透镜群的焦点距离。

3.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，

所述第1透镜群在最靠物体侧具有负透镜。

4.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，

所述第1透镜群包括1片负透镜和1片正透镜，最靠物体侧的透镜面使凸面朝向物体侧。

5.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，

所述第1透镜群具有满足以下的条件式的正透镜，

νg1p>60…… (5)

其中，设为

νg1p：所述第1透镜群中的所述正透镜的阿贝值。

6.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，

满足以下的条件式。

0<f1/|f4|<1.5…… (6)

其中，设为

f1：所述第1透镜群的焦点距离，

f4：所述第4透镜群的焦点距离。

7.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，

在所述后续群中，所述至少1个透镜群中的配置于最靠像面侧的透镜群具有至少1片正透镜和至少1片负透镜。

8.根据权利要求7所述的变焦透镜，其中，

配置于所述最靠像面侧的透镜群在最靠像面侧具有所述负透镜。

9.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，

所述后续群包括第5透镜群和第6透镜群。

10.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，

所述后续群包括第5透镜群、第6透镜群以及第7透镜群。

11.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，

所述后续群包括第5透镜群。

12.一种摄像装置，包括：变焦透镜；以及摄像元件，输出与由所述变焦透镜形成的光学像相应的摄像信号，

所述变焦透镜从物体侧向像面侧依次包括：

第1透镜群，具有正的折射力；

第2透镜群，具有负的折射力；

第3透镜群，具有正的折射力；

第4透镜群，具有负的折射力；以及

后续群，具有至少1个透镜群，

在从广角端向望远端变焦时，至少所述第1透镜群和所述第3透镜群向物体侧移动，满足以下的条件式，

0.23<D1/ft<0.8…… (1)

2.5<D1/D3<10…… (2)

1.2<(Lw/BFw)/(ft/fw)<2.2…… (3)

其中，设为

D1：从广角端向望远端变焦时的所述第1透镜群的移动量，

D3：从广角端向望远端变焦时的所述第3透镜群的移动量，

ft：望远端处的整个系统的焦点距离，

fw：广角端处的整个系统的焦点距离，

Lw：广角端处的光学整体长度、即广角端处的所述第1透镜群的最靠物体侧的面至像面的距离，

BFw：广角端处的后焦距、即广角端处的最靠像面侧的面至像面的空气换算长度。

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